Piezomotoren bieten eine geringe Baugröße und hohe Präzision – Merkmale, die bei Diagnosegeräten und Digitalscannern, Insulinpumpen und Operationsrobotern gefragt sind. Die Funktionsweise der Baugruppen, die PiezoMotor seit mehr als 20 Jahren entwickelt, basiert auf Piezoelektrizität. Eine Reihe von bimorphen Biegewandlern ist so angeordnet, dass sie sich bei Anlegen einer Spannung minimal biegen und ausdehnen (Bild 1). So bewegen sie kombiniert zu Paaren, die abwechselnd angesteuert werden, eine Antriebsstange in Nanometerschritten.
Das Konzept im MRT-Roboter und PET-Scanner
Anwender schätzen die Nanometer-Positioniergenauigkeit der Motoren, die exakte und reproduzierbare Ergebnisse mit ultrahoher Auflösung bieten. So sorgt ein linearer und mit Piezoelektrizität betriebener Motor beispielsweise in einer Dosierpumpe für die gewünschte Genauigkeit im Nanoliter-Bereich (Bild 2). Bei Bedarf sind die Miniaturmotoren auch unmagnetisch, was sie für den Einsatz in MRT besonders qualifiziert. Das Worcester Polytechnic Institute (WPI) hat mithilfe von Piezomotoren einen MRT-Operationsroboter entwickelt, der auch unter Einfluss des mehrere Tesla starken Magnetfeldes störungsfrei arbeitet. Der Roboter ermöglicht nun beispielsweise Präzisions-Thermoablation bei Gehirntumoren, die Positionierung von Elektroden für die tiefe Hirnstimulation zur Behandlung von Parkinson und auch MRT-geführte Biopsie bei Prostatakrebs.
Da die Motoren vakuumtauglich sind, eignet sich ihr Einsatz auch in Anwendungen, die mit Strahlung arbeiten, der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) etwa. Für die Herstellung der radioaktiven Isotope, die zum Scannen und zur Diagnose von Tumoren und kleinsten Metastasen dienen, wird ein Zyklotron benötigt. Aufgrund der Komplexität und des hohen Preises eines Zyklotrons hat jedoch nicht jede Klinik die Möglichkeit, diese Isotope herzustellen. Da diese Isotope schnell zerfallen, muss ihre Herstellung in der Nähe des PET-Scanners erfolgen. Vakuum-kompatible Piezomotoren machten die Architektur eines Zyklotrons wesentlich einfacher und die Anschaffung für die Kliniken erschwinglicher.
Die Experten von »PiezoMotor« stehen den Entwicklern mit Know-How und Innovationsstärke zur Seite. Gemeinsam werden Bedarf und Optionen geprüft und nach geeigneten Lösungen gesucht.
Über PiezoMotor
Das schwedische Unternehmen PiezoMotor Uppsala AB ist ein Entwickler und Hersteller von Mikromotoren auf Basis piezoelektrischer Materialien. Die weltweit vertriebenen Motoren zeichnen sich aus durch hohe Präzision, kleine Größe und Verwendbarkeit in magnetischem Umfeld. Am Hauptsitz in Schweden betreibt »PiezoMotor« eine eigene Entwicklungs- und Produktionsstätte und beschäftigt 35 Mitarbeiter. Kunden des 1998 gegründeten Unternehmens, das Inhaber von 60 Patenten ist, stammen aus den Bereichen Diagnose, Halbleiterindustrie und Photometrie.
